中國農業科學院生物基材料綠色加工創新團隊創建了殼聚糖-褐藻多酚共穩定Pickering制備關鍵技術并揭示形成機理

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近年來，水土流失和氣候變化等環境問題對人類的威脅日益加重。與陸生植物相比，不需要土地和淡水即可進行養殖的海洋褐藻被認為更具可持續性。中國是褐藻的最大生產國，然而，大多數褐藻僅僅作為食品直接食用或藻酸鹽的提取來源，其精深加工和高值化利用是目前褐藻工業中亟需解決的問題。在未被廣泛利用的生物質中，褐藻多酚是一種具有眾多生物活性的天然物質，但較差的水溶性限制了其開發利用，然而這種性質可能有助于其作為Pickering乳液穩定劑。目前，對于褐藻多酚作為Pickering乳液穩定劑的研究在世界范圍內仍為空白，亟需進一步探索。

逐層靜電沉積是一種常見的乳液制備方法，通常使用兩種帶有相反電荷的穩定劑沉積在乳液的油水界面上，形成穩定的液滴以封裝生物活性成分。殼聚糖因其陽離子特性、成本效益、生物相容性和生物可降解性等優點成為最受矚目的Pickering乳液穩定劑之一。天然多酚通常帶負電荷，可以與帶正電荷的殼聚糖形成復合物以穩定乳液。開發基于殼聚糖與褐藻多酚共穩定的Pickering乳液，并將其進一步應用于脂溶性生物活性成分遞送系統，有助于拓寬其在營養保健品和功能性食品行業的用途。

本研究優化了逐層靜電沉積技術制備殼聚糖與褐藻多酚共穩定Pickering乳液的工藝參數。與僅由殼聚糖穩定的Pickering乳液相比，殼聚糖與褐藻多酚共穩定Pickering乳液的穩定性顯著提高；多酚的加入使界面層具有更強的雙重潤濕性和抗氧化活性，能夠更好的保護被包封生物活性成分，防止生物活性成分被氧化降解。此外，傅里葉變換紅外光譜、ζ-電位、共聚焦激光掃描顯微鏡、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡的結果表明，殼聚糖與褐藻多酚通過靜電相互作用和氫鍵緊密結合，形成更加致密且穩定的界面層以抵抗不同外界環境因素的影響。

該研究成果發表在化學領域國際頂級期刊《Carbohydrate Polymers》（JCR一區，TOP，IF=11.2）上，并被遴選為ESI高被引論文。中國農業科學院農產品加工研究所與愛爾蘭都柏林大學2020級聯合培養博士研究生孟維昊為論文第一作者，木泰華研究員、孫紅男研究員和Marco Garcia-Vaquero教授為論文共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院科技創新工程（CAAS-ASTIP-202X-IFST）等項目的資助。